機(jī)器視覺， 作為人工智能一個(gè)重要的分支，現(xiàn)已成為當(dāng)下炙手可熱的技術(shù)之一。  

在制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)、新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展的過程中，中國市場釋放出驚人的機(jī)器視覺技術(shù)及產(chǎn)品需求，為本土機(jī)器視覺行業(yè)的成長提供了關(guān)鍵驅(qū)動(dòng)力。

在工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用中，機(jī)器視覺一般由工業(yè)光源、圖像采集單元、圖像處理單元、圖像處理軟件及網(wǎng)絡(luò)通訊裝置等構(gòu)成。在自動(dòng)化工業(yè)質(zhì)量控制和在線檢測(cè)領(lǐng)域，2D和3D技術(shù)都具備及其重要的作用。如何將兩者結(jié)合起來創(chuàng)建一個(gè)更可靠、高效的機(jī)器視覺檢測(cè)系統(tǒng)，首先要認(rèn)識(shí)兩者的各自優(yōu)勢(shì)和應(yīng)用場景。

一、2D視覺

早在機(jī)器視覺概念被提出的時(shí)候，2D視覺技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。

2D視覺技術(shù)原理是根據(jù)灰度及對(duì)比度來進(jìn)行參考檢測(cè)，其主要功能是：定位、檢測(cè)、測(cè)量、識(shí)別。當(dāng)前，2D機(jī)器視覺已經(jīng)部署了幾十年，在某些應(yīng)用場景下表現(xiàn)出色，具體可分為以下幾項(xiàng)應(yīng)用：

1、二維特征和位置的檢測(cè)

2、二維尺寸檢查

3、條碼讀取

4、字符識(shí)別

5、標(biāo)簽檢測(cè)

6、某些質(zhì)量檢驗(yàn)流程

7、監(jiān)視和對(duì)象跟蹤

8、有無檢測(cè)等

在很多應(yīng)用場景中，2D視覺存在一些限制。

由于2D視覺無法獲得物體的空間坐標(biāo)信息，故而不支持與形狀相關(guān)的測(cè)量，諸如：物體平面度、表面角度、體積，或區(qū)分相同顏色物體之類的特征，亦或是在具有接觸側(cè)的物體位置之間進(jìn)行區(qū)分。

因此，對(duì)于對(duì)精確度和自動(dòng)化的要求更高的檢測(cè)要求，3D機(jī)器視覺表現(xiàn)了其在視覺檢測(cè)上獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。

二、3D視覺

3D視覺比2D視覺處理具備更高的計(jì)算要求。3D機(jī)器視覺的圖像檢測(cè)更接近于人類的眼睛，能夠借助數(shù)字化3D掃描數(shù)據(jù)，提取一個(gè)物體的尺寸，包括：表面積、體積和形體尺寸。

相比2D機(jī)器視覺，3D機(jī)器視覺具有以下幾項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)：

1、在線檢測(cè)快速移動(dòng)的目標(biāo)物，獲取形狀和對(duì)比度

2、消除手動(dòng)檢查帶來的錯(cuò)誤

3、實(shí)現(xiàn)部件和裝配的100%在線質(zhì)量控制

4、最大限度地縮短檢測(cè)周期和召回

5、最大限度地提高生產(chǎn)質(zhì)量和生產(chǎn)量

6、對(duì)比度不變，是檢查低對(duì)比度物體的理想選擇

7、對(duì)較小的照明變化或環(huán)境光不敏感

8、建立大型物體檢測(cè)的多傳感器設(shè)置更簡單

目前3D機(jī)器視覺大多用于3C消費(fèi)電子、新能源行業(yè)、汽車制造、電子組件和醫(yī)藥產(chǎn)品的檢測(cè)。其能有效提高合格產(chǎn)品的生產(chǎn)能力、提升產(chǎn)品良率，從而減少原材料浪費(fèi)、節(jié)約生產(chǎn)成本。

當(dāng)前，3D視覺系統(tǒng)可應(yīng)用于多種工業(yè)化場景以及2D視覺系統(tǒng)無法提供應(yīng)用所需的性能的場景。

例如：

1、機(jī)器人引導(dǎo)和表面跟蹤

2、用于放置、包裝或組裝的料箱揀選

3、對(duì)象掃描和數(shù)字化構(gòu)建

4、厚度、高度和體積測(cè)量

5、尺寸標(biāo)注和空間管理

6、測(cè)量形狀，孔，角度和曲面

7、檢測(cè)表面或裝配缺陷

8、相對(duì)3DCAD模型的質(zhì)量控制和驗(yàn)證

在3D視覺興起之后，選擇2D視覺還是3D視覺，成為大家共性困擾的問題。那么在不同場景下，如何選擇2D視覺系統(tǒng)和3D視覺系統(tǒng)呢？

如果要測(cè)量某些物體的相對(duì)尺寸比例，2D視覺完全可以勝任，但如果需要測(cè)量物體的絕對(duì)幾何尺寸，則3D視覺將是唯一選項(xiàng)；在工業(yè)自動(dòng)化中，若能夠保證目標(biāo)物體的有序平鋪，2D視覺通常能夠做得又快又好又經(jīng)濟(jì)，但如果目標(biāo)物體是無序的話，則必須有3D視覺的優(yōu)勢(shì)加持。

在未來工廠的應(yīng)用中，2D相較于3D成本更加低，在一些識(shí)別類檢測(cè)中，2D依然有強(qiáng)大的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，3D視覺不一定能夠解決所有的問題，根據(jù)性價(jià)比最優(yōu)的原則，2D視覺與3D視覺結(jié)合使用會(huì)是比較完美的解決方案。